РАЗДЕЛ 2
Методика исследований
Эволюционные изменения тектонических и температурных режимов являются
важнейшими компонентами геологической истории развития осадочных бассейнов.
Восстановление параметров тектонотермальной эволюции позволяет расшифровать
геодинамические обстановки формирования и развития геологических структур,
эффективно решать практические задачи прогноза, поисков и разведки полезных
ископаемых.
Специфика изучения тектонической и термальной эволюции Донецкого бассейна как
геологической структуры, где многими поколениями исследователей накоплены
значительные объемы исходной геолого-геофизической информации, имеет, с одной
стороны, четко выраженный гносеологический аспект изучения и анализа
накопленных знаний в соотношении с объективной реальностью. С другой стороны,
бурное развитие научно-технического прогресса на рубеже XX-XXI вв., появление
новых революционных методик исследования недр, компьютерных технологий открыли
дополнительные возможности для анализа как уже существующих баз
геолого-физических данных, так и для получения информации нового поколения.
Методология исследований, изложенных в настоящей работе, основана на
комплексном многоуровневом анализе:
1. исходной геолого-геофизической информации с использованием геоинформационных
(ГИС) технологий на основе как стандартных методик структурно-тектонических,
палеогеоморфологических, палеогеографических исследований, так и с помощью
оригинальных алгоритмов и методик, разработанных автором, среди которых:
морфометрический анализ геофизических полей и цифровых моделей рельефа;
фрактальный анализ гравитационного поля;
построение графиков вертикальных тектонических движений на основе расчета
разностей процентного содержания в свитах карбона углей и известняков;
методика картирования фрактальной размерности тектонической нарушенности;
методика картирования суммарной амплитуды смещения по региональным надвигам и
ее герцинской, киммерийской и альпийской компонент;
тренд-анализ поля амплитуд неотектонических движений;
новых эмпирических и лабораторных данных, полученных соискателем в процессе:
полевых наблюдений и документации геологических структур (тектонофизический
анализ);
новых датировок возраста магматических пород с помощью 40Ar/39Ar метода
абсолютной геохронологии;
изучения изменений органического вещества угольных пластов в процессе
углефикации с помощью методов термолитической газовой хроматографии (пиролиза
Rock-Eval), биомаркеров, углепетрографии;
генетической идентификации метана с помощью совместного использования данных об
изменениях изотопного состава углерода и химического состава горючих газов;
изучения индикаторов палеотемпературных режимов (массовых замеров показателя
отражения витринита Rо, распределения длин фишн-треков в кристаллах апатита и
циркона и расчетов на их основе фишн-трекового возраста охлаждения горных
пород);
результатов применения, впервые в практике геологоразведочных работ и научных
исследований на территории Украины, новейших методов исследований, среди
которых:
одномерное и двумерное численное моделирование термальной истории на основе
анализа изменения с глубиной трендов показателя отражения витринита Ro;
фишн-трековый метод реконструкции термотектонической истории развития бассейна;
моделирование режимов генерации жидких и газообразных углеводородов;
физическое моделирование с помощью метода голографической фотоупругости.
В процессе полевых наблюдений и документации геологических структур в пределах
групп обнажений и карьеров были выполнены замеры индикаторов микротектонических
смещений (зеркал скольжения и векторов тектонических борозд на берегах трещин и
сместителях разрывов), а также плоскостей напластования, стилолитовых пиков,
диаклазов, осей складок, сопряженных трещин скола и эшелонированных трещин
отрыва.
В рамках изучения палеотемпературных индикаторов и для последующего
моделирования термальной истории развития бассейна были выполнены замеры
показателя отражения витринита Ro в аншлифах углей и измерения плотности и длин
фишн-треков в зернах апатита и циркона, предварительно выделенным из проб
песчаников методами флотационного обогащения и магнитной сепарации. Замеры
показателя отражения витринита Ro выполнялись по общепринятой методике с
использованием оптического микроскопа фирмы Leitz. Измерения плотности и длин
фишн-треков выполнено с использованием оптического микроскопа Zeiss Axiotron с
сухим объективом (1250-кратное увеличение для апатита, 1600-кратное увеличение
для циркона) и дигитайзера высокой степени разрешения. С целью установления
концентрации хлора было выполнено микрозондирование зерен апатита с помощью
электронного микроанализатора JEOL JXA-5A.
Для построения численных моделей изменения температур горных пород в с течением
времени использовалось программное обеспечение PDI-1DTM и PetroMod 6.0 (IES,
Jьlich). Фишн-трековый возраст охлаждения горных пород рассчитывался с
использованием программного продукта Trackkey. Для моделирования
термотектонических режимов использовалась программное обеспечение AFTSolve.
Для количественной оценки органического вещества отобранных проб был проведен
пиролиз с использованием установки Rock Eval 2+. В основе метода Rock-Eval
(whole rock evaluation) - тепловая обработка в атмосфере гелия по специальной
температурной программе микропроб горных пород с параллельным определением
объемов выделившихся газо- и парообразных продуктов в виде сигналов.
Представительные навески исследуемых углей были подвергнуты измельчению до
фракции < 250 мкм, на основе которой с помощью прибора Leco CS-300 были
выполнены определения содер
- Київ+380960830922